JP5558294B2 - Filter device - Google Patents
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Description
本発明は、フィルタ装置に関するものである。 The present invention relates to a filter device.
近年、携帯電話機や無線LAN等の様々な用途で無線通信機器が用いられるようになっており、各無線通信機器において使用される周波数が互いに近くなっていることから、これらの無線通信機器には、所望周波数帯域の信号のみを選択的に通過させるとともに、通過帯域の低周波側および高周波側に近接した信号帯域における不所望信号の混入を防止して良質の通信を行ない得るようにするために、通過周波数帯域の低周波側および高周波側の減衰帯域にそれぞれ減衰極を備えた帯域通過特性を有するフィルタ装置が搭載されている。 In recent years, wireless communication devices have been used in various applications such as mobile phones and wireless LANs, and the frequencies used in each wireless communication device are close to each other. In order to selectively pass only signals in the desired frequency band, and to prevent unwanted signals from being mixed in the signal band close to the low frequency side and high frequency side of the pass band so that high quality communication can be performed. A filter device having band pass characteristics having attenuation poles in the low frequency side and high frequency side attenuation bands of the pass frequency band is mounted.
情報伝送容量の増加に伴い、無線通信機器は使用可能な周波数帯域において、高周波化と広帯域化とで利用帯域幅を拡張して情報伝送容量を確保するようになってきている。そのため、通過帯域が広く、かつ通過帯域の近傍に減衰極を有する(急峻な減衰特性を有する)フィルタ装置が求められるようになってきている。 Along with the increase in information transmission capacity, wireless communication devices have secured the information transmission capacity by expanding the use bandwidth by increasing the frequency and bandwidth in the usable frequency band. Therefore, a filter device having a wide pass band and having an attenuation pole in the vicinity of the pass band (having a steep attenuation characteristic) has been demanded.
例えば、新しい通信手段として着目されているUWBは、10m程度の短い距離において広い周波数帯域を使用して大容量のデータ転送を実現するものであり、例えば米国FCC(Federal Communication Commission)の規定によると3.1〜10.6GHzという非常に広
い周波数帯域を使用する計画となっている。そして、日本では、無線LANのIEEE802.11.aにおいて使用される5.15GHz〜5.25GHzを避ける形で、3.4GHz〜4.8GH
z程度の帯域を使用するローバンドと7.25GHz〜10.25GHz程度の帯域を使用するハ
イバンドとに分割された規格が立案されている。このため、ローバンド用のフィルタであれば、3.4GHz〜4.8GHz程度の広い帯域を使用する(この帯域の周波数の信号を通過させる)のに対して、わずかに0.35GHzしか離れていない5.15GHzでは減衰するという非常に急峻な減衰特性が求められている。
For example, UWB, which is attracting attention as a new communication means, realizes large-capacity data transfer using a wide frequency band at a short distance of about 10 m. For example, according to the provisions of the US FCC (Federal Communication Commission) It is planned to use a very wide frequency band of 3.1 to 10.6 GHz. In Japan, 3.4 GHz to 4.8 GHz, avoiding 5.15 GHz to 5.25 GHz used in IEEE802.11.a of wireless LAN.
A standard divided into a low band using a band of about z and a high band using a band of about 7.25 GHz to 10.25 GHz has been proposed. For this reason, a low-band filter uses a wide band of about 3.4 GHz to 4.8 GHz (passes a signal of a frequency in this band), whereas in 5.15 GHz, which is only 0.35 GHz apart. A very steep attenuation characteristic that attenuates is required.
このような広帯域で通過帯域の両側近傍に減衰極を有するバンドパスフィルタの要求に対して、複数の共振器電極の短絡端を電気的に接続する結合電極を備えたフィルタ装置が提案されている。このフィルタ装置においては、結合電極を備えていることによって、複数の共振器電極間において、容量性の結合だけでなく誘導性の結合も生じさせることができる。これにより、所定の通過帯域近傍の周波数帯域における信号を急峻に減衰させることができるというものである(特許文献1を参照)。 In response to the demand for such a broadband bandpass filter having attenuation poles near both sides of the passband, a filter device having a coupling electrode for electrically connecting the short-circuit ends of a plurality of resonator electrodes has been proposed. . In this filter device, by providing the coupling electrode, not only capacitive coupling but also inductive coupling can be generated between the plurality of resonator electrodes. Thereby, a signal in a frequency band in the vicinity of a predetermined pass band can be sharply attenuated (see Patent Document 1).
しかしながら、近年、所定の通過帯域を除く周波数帯域における信号をより大きく減衰させることが求められている。従来のフィルタ装置においては、結合電極によって通過帯域近傍の周波数帯域における信号を急峻に減衰させることができるが、この結合電極によってλ/2共振が生じるものであった。このλ/2共振が生じると、減衰特性に跳ね上がりが生じるので、例えば、ローバンド用とハイバンド用との両方を備えたデュアルバンドのフィルタ装置とした場合には、ローバンド用フィルタにおいて発生したλ/2共振によ
って、ハイバンド用のフィルタによる通過帯域の外側において、減衰が急峻でなくなったり共振が発生したりしてしまう、あるいは、通過帯域においても共振によるノイズが発生してしまう場合があるという問題点があった。
However, in recent years, it has been demanded that signals in a frequency band excluding a predetermined pass band be attenuated more greatly. In the conventional filter device, a signal in a frequency band near the pass band can be sharply attenuated by the coupling electrode. However, the coupling electrode causes λ / 2 resonance. When this λ / 2 resonance occurs, the attenuation characteristic jumps up. For example, in the case of a dual band filter device having both a low band and a high band, the λ / Due to the two resonances, the attenuation may not be steep or the resonance may occur outside the pass band of the high band filter, or noise due to the resonance may be generated in the pass band. There was a point.
本発明は上記課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、λ/2共振による共振周波数を高周波側にシフトさせることにより、通過帯域近傍における減衰特性を確保することができ、例えばUWB用途にも好適に用いることのできるフィルタ装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, and its purpose is to secure attenuation characteristics in the vicinity of the passband by shifting the resonance frequency due to λ / 2 resonance to the high frequency side. An object of the present invention is to provide a filter device that can be suitably used for UWB applications.
本発明の一つの態様によれば、フィルタ装置は、積層体と、積層体を挟んで対向するように配置された第1の接地電極および第2の接地電極と、積層体内において互いに電磁界結合するように平面視において横並びに配置された3つ以上の複数の共振器電極と、積層体内において複数の共振器電極と第2の接地電極との間に設けられた結合電極と、積層体
内に設けられた入力端子電極および出力端子電極とを備えている。積層体は、互いに積層された複数の誘電体層を含んでいる。複数の共振器電極のそれぞれは、短絡端と開放端とを有している。結合電極は、一端および他端を有している。結合電極の一端は、複数の共振器電極のうち初段の共振器電極の短絡端部と対向しているとともに初段の共振器電極の短絡端に電気的に接続されている。結合電極の他端は、複数の共振器電極のうち最終段の共振器電極の短絡端部と対向しているとともに最終段の共振器電極の短絡端に電気的に接続されている。入力端子電極は、初段の共振器電極に沿った形状を有しており、初段の共振器電極と対向するように初段の共振器電極と第1の接地電極との間に設けられており、初段の共振器電極に電磁界結合されている。出力端子電極は、最終段の共振器電極に沿った形状を有しており、最終段の共振器電極と対向するように最終段の共振器電極と第1の接地電極との間に設けられており、最終段の共振器電極に電磁界結合されている。複数の共振器電極の少なくとも一部は、平面透視において結合電極と重なるように設けられた開口部を有している。
According to one aspect of the present invention, a filter device includes a multilayer body, a first ground electrode and a second ground electrode arranged so as to face each other with the multilayer body interposed therebetween, and electromagnetic coupling between the multilayer body and each other. Three or more resonator electrodes arranged side by side in a plan view, a coupling electrode provided between the plurality of resonator electrodes and the second ground electrode in the stacked body, and in the stacked body An input terminal electrode and an output terminal electrode are provided. The stacked body includes a plurality of dielectric layers stacked on each other. Each of the plurality of resonator electrodes has a short-circuit end and an open end. The coupling electrode has one end and the other end. One end of the coupling electrode is opposed to the short-circuited end of the first-stage resonator electrode among the plurality of resonator electrodes and is electrically connected to the short-circuited end of the first-stage resonator electrode. The other end of the coupling electrode is opposed to the short-circuited end of the last-stage resonator electrode among the plurality of resonator electrodes and is electrically connected to the short-circuited end of the last-stage resonator electrode. The input terminal electrode has a shape along the first-stage resonator electrode, and is provided between the first-stage resonator electrode and the first ground electrode so as to face the first-stage resonator electrode, It is electromagnetically coupled to the first stage resonator electrode. The output terminal electrode has a shape along the resonator electrode of the final stage, and is provided between the resonator electrode of the final stage and the first ground electrode so as to face the resonator electrode of the final stage. It is electromagnetically coupled to the final stage resonator electrode. At least some of the plurality of resonator electrodes has an opening which overlaps with the coupling electrode in a plan perspective.
本発明の一つの態様によれば、フィルタ装置において、複数の共振器電極の少なくとも一部は、平面透視において結合電極と重なるように設けられた開口部を有していることによって、フィルタ装置は、複数の共振器電極の少なくとも一部と結合電極との容量結合に関して低減されており、結合電極のλ/2共振による共振周波数を高域側へシフトさせることができ、所定の通過帯域近傍の特性に関して向上されている。
According to one aspect of the present invention, in the filter device, at least some of the plurality of resonator electrodes, by having an opening formed so as to overlap with the coupling electrode in a plan perspective, the filter device The capacitive coupling between at least a part of the plurality of resonator electrodes and the coupling electrode is reduced, and the resonance frequency due to the λ / 2 resonance of the coupling electrode can be shifted to the high frequency side, The characteristics are improved.
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示されているように、本発明の一つの実施形態におけるフィルタ装置は、積層体1と、積層体1を挟んで対向するように配置された第1の接地電極2および第2の接地電極3と、積層体1内において互いに電磁界結合するように平面視において横並びに配置された複数の共振器電極41〜44と、積層体1内において複数の共振器電極41〜44と第2の接地電極3との間に設けられた結合電極5と、積層体1内に設けられた入力端子電極6および出力端子電極7とを備えている。破線は、例えば、誘電体層12を貫通している導体によって共振器電極41と結合電極5とが電気的に接続されていることを示している。他の破線も電気的な接続関係を示している。一点鎖線は、複数の誘電体層11〜14、第1の接地電極2および第2の接地電極3が積層されていることを示している。 As shown in FIG. 1, the filter device according to one embodiment of the present invention includes a multilayer body 1, a first ground electrode 2 and a second ground electrode 2 arranged to face each other with the multilayer body 1 interposed therebetween. The ground electrode 3, the plurality of resonator electrodes 41 to 44 arranged side by side in a plan view so as to be electromagnetically coupled to each other in the multilayer body 1, and the plurality of resonator electrodes 41 to 44 in the multilayer body 1 2, a coupling electrode 5 provided between the two ground electrodes 3, and an input terminal electrode 6 and an output terminal electrode 7 provided in the laminate 1. The broken line indicates that, for example, the resonator electrode 41 and the coupling electrode 5 are electrically connected by a conductor penetrating the dielectric layer 12. Other broken lines also indicate electrical connection relationships. An alternate long and short dash line indicates that the plurality of dielectric layers 11 to 14, the first ground electrode 2, and the second ground electrode 3 are laminated.
積層体1は、互いに積層された複数の誘電体層11〜14を含んでいる。複数の誘電体層11〜14は、例えば、アルミナ,ムライト,窒化アルミニウム,BaO−TiO2系,CaO−TiO2系,MgO−TiO2系またはガラスセラミックス等のセラミック材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン:PTFE),四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂:ETFE),四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂:PFA)等のフッ素樹脂,ガラスエポキシ樹脂またはポリイミド等の有機樹脂材料が用いられる。これらの材料による複数の誘電体層11〜14の形状または寸法(厚み、幅または長さ)は、使用される周波数または用途等に応じて設定される。セラミック材料の場合は、より高周波の信号を伝送することが可能なAu,AgまたはCu等の低抵抗金属からなる導体材料と同時焼成が可能な低温焼成セラミックスが好ましい。 The stacked body 1 includes a plurality of dielectric layers 11 to 14 stacked on each other. The plurality of dielectric layers 11 to 14 are made of, for example, ceramic materials such as alumina, mullite, aluminum nitride, BaO—TiO 2 , CaO—TiO 2 , MgO—TiO 2, glass ceramics, or ethylene tetrafluoride resin. (Polytetrafluoroethylene: PTFE), Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin (Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin: ETFE), Tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer resin (Tetrafluoroethylene-Perful) An organic resin material such as fluororesin such as teloalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), glass epoxy resin, or polyimide is used. The shapes or dimensions (thickness, width, or length) of the plurality of dielectric layers 11 to 14 made of these materials are set in accordance with the frequency or application used. In the case of a ceramic material, a low-temperature fired ceramic that can be fired simultaneously with a conductor material made of a low-resistance metal such as Au, Ag, or Cu that can transmit a higher frequency signal is preferable.
第1の接地電極2は、誘電体層14の上面に形成されており、第2の接地電極3は、誘電体層11の下面に形成されている。 The first ground electrode 2 is formed on the upper surface of the dielectric layer 14, and the second ground electrode 3 is formed on the lower surface of the dielectric layer 11.
複数の共振器電極41〜44のそれぞれは、短絡端と開放端とを有している。複数の共振器電極41〜44は、平面視において、誘電体層12の上面に形成された内部接地電極8によって囲まれている。このような構成によって、複数の共振器電極41〜44から発生する電磁波の周囲への漏洩を低減することができる。この効果は、例えばモジュール基板の一部分にフィルタ装置が形成される場合に、モジュール基板のフィルタ装置以外の部分に対する影響を低減させることができる。内部接地電極8は、複数の共振器電極41〜44の短絡端同士を接続するための領域と複数の共振器電極41〜44の並び方向において複数の共振器電極41〜44を挟むように設けられた領域とを含む環状のものである。 Each of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 has a short-circuited end and an open end. The plurality of resonator electrodes 41 to 44 are surrounded by the internal ground electrode 8 formed on the upper surface of the dielectric layer 12 in plan view. With such a configuration, leakage of electromagnetic waves generated from the plurality of resonator electrodes 41 to 44 to the surroundings can be reduced. This effect can reduce the influence of the module substrate other than the filter device when the filter device is formed on a part of the module substrate, for example. The internal ground electrode 8 is provided so as to sandwich the plurality of resonator electrodes 41 to 44 in the arrangement direction of the region for connecting the short-circuit ends of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 and the plurality of resonator electrodes 41 to 44. And an annular region including the region formed.
内部接地電極8と共振器電極41との距離または内部接地電極8と共振器電極44との距離は、共振器電極11および14による磁界に与える影響を低減させて、フィルタのQ値の低下による通過帯域の損失を低減させるように、共振器電極11または14と第1の接地電極2または第2の接地電極3との間の距離よりも大きいことが好ましい。 The distance between the internal ground electrode 8 and the resonator electrode 41 or the distance between the internal ground electrode 8 and the resonator electrode 44 reduces the influence of the resonator electrodes 11 and 14 on the magnetic field, resulting from a decrease in the Q value of the filter. The distance between the resonator electrode 11 or 14 and the first ground electrode 2 or the second ground electrode 3 is preferably larger so as to reduce the loss of the pass band.
図2に示されているように、複数の共振器電極41〜44の少なくとも一部は、平面透視において結合電極5と重なるように設けられた開口部421、431を有している。図2に示された例において、開口部421および431は、複数の共振器電極41〜44のうち初段の共振器電極41および最終段の共振器電極44以外の共振器電極42および43に設けられている。 As shown in FIG. 2, at least a part of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 has openings 421 and 431 provided so as to overlap the coupling electrode 5 in a plan view. In the example shown in FIG. 2, the openings 421 and 431 are provided in the resonator electrodes 42 and 43 other than the first-stage resonator electrode 41 and the final-stage resonator electrode 44 among the plurality of resonator electrodes 41 to 44. It has been.
図3に示されているように、図2に示された構成の他の例として、複数の共振器電極41〜44の少なくとも一部が平面透視において結合電極5と重なるように設けられた切欠き部
422、432を有しているものがある。図3に示された例において、切欠き部422および432は、複数の共振器電極41〜44のうち初段の共振器電極41および最終段の共振器電極44以外の共振器電極42および43に設けられている。図3に示されたフィルタ装置において、切欠き部422および432のそれぞれは、共振器電極42において共振器電極41に近い側の長辺部分、および共振器電極43において共振器電極44に近い側の長辺部分に設けられている。
As shown in FIG. 3, as another example of the configuration shown in FIG. 2, a cut-off provided so that at least a part of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 overlaps the coupling electrode 5 in a plan view. Notch
Some have 422,432. In the example shown in FIG. 3, the notches 422 and 432 are formed on the resonator electrodes 42 and 43 other than the first-stage resonator electrode 41 and the final-stage resonator electrode 44 among the plurality of resonator electrodes 41 to 44. Is provided. In the filter device shown in FIG. 3, each of the notches 422 and 432 includes a long side portion close to the resonator electrode 41 in the resonator electrode 42, and a side close to the resonator electrode 44 in the resonator electrode 43. It is provided in the long side part.
図4に示されているように、図3に示された構造の他の例としては、切欠き部422およ
び432のそれぞれが、共振器電極42において共振器電極43に近い側の長辺部分、および共
振器電極43において共振器電極42に近い側の長辺部分に設けられているものがある。
As shown in FIG. 4, as another example of the structure shown in FIG. 3, each of the notches 422 and 432 has a long side portion closer to the resonator electrode 43 in the resonator electrode 42. Some of the resonator electrodes 43 are provided on the long side portion closer to the resonator electrode.
図5に示されているように、図3に示された構造の他の例としては、共振器電極42において共振器電極41に近い側の長辺部分および共振器電極43に近い側の長辺部分の両方に切欠き部422が設けられており、共振器電極43において共振器電極42に近い側の長辺部分お
よび共振器電極44に近い側の長辺部分の両方に切欠き部432が設けられているものがある
。
As shown in FIG. 5, as another example of the structure shown in FIG. 3, the resonator electrode 42 has a long side portion closer to the resonator electrode 41 and a length closer to the resonator electrode 43. Cutout portions 422 are provided on both side portions, and cutout portions 432 are formed on both the long side portion close to the resonator electrode 42 and the long side portion close to the resonator electrode 44 in the resonator electrode 43. Some are provided.
再び図2を参照して、結合電極5は、一端51および他端52を有している。結合電極の一端51は、複数の共振器電極41〜44のうち初段の共振器電極41の短絡端部と対向しているとともに初段の共振器電極41の短絡端に電気的に接続されている。結合電極の他端52は、複数の共振器電極41〜44のうち最終段の共振器電極44の短絡端部と対向しているとともに最終段の共振器電極44の短絡端に電気的に接続されている。 Referring to FIG. 2 again, the coupling electrode 5 has one end 51 and the other end 52. One end 51 of the coupling electrode is opposed to the short-circuited end of the first-stage resonator electrode 41 among the plurality of resonator electrodes 41 to 44 and is electrically connected to the short-circuited end of the first-stage resonator electrode 41. . The other end 52 of the coupling electrode is opposed to the short-circuited end of the last-stage resonator electrode 44 among the plurality of resonator electrodes 41 to 44 and is electrically connected to the short-circuited end of the last-stage resonator electrode 44. Has been.
再び図1を参照して、入力端子電極6(特に内部入力端子電極62)は、初段の共振器電極41に沿った形状を有しており、初段の共振器電極41と対向するように初段の共振器電極41と第1の接地電極2との間に設けられており、初段の共振器電極41に電磁界結合されている。 Referring again to FIG. 1, the input terminal electrode 6 (particularly the internal input terminal electrode 62) has a shape along the first stage resonator electrode 41, and the first stage so as to face the first stage resonator electrode 41. Are provided between the first resonator electrode 41 and the first ground electrode 2 and are electromagnetically coupled to the first-stage resonator electrode 41.
出力端子電極7(特に内部出力端子電極72)は、最終段の共振器電極44に沿った形状を有しており、最終段の共振器電極44と対向するように最終段の共振器電極44と第1の接地電極2との間に設けられており、最終段の共振器電極44に電磁界結合されている。 The output terminal electrode 7 (especially the internal output terminal electrode 72) has a shape along the final-stage resonator electrode 44, and the final-stage resonator electrode 44 is opposed to the final-stage resonator electrode 44. And the first ground electrode 2 are electromagnetically coupled to the final-stage resonator electrode 44.
図1〜図5に示されているように、本実施形態のフィルタ装置において、複数の共振器電極41〜44の少なくとも一部は、平面透視において結合電極と重なるように設けられた開口部421,431または切欠き部422,432を有していることによって、本実施形態におけるフィルタ装置は、複数の共振器電極41〜44の少なくとも一部と結合電極5との容量結合に関して低減されており、結合電極5のλ/2共振による共振周波数を高域側へシフトさせることができ、所定の通過帯域近傍の特性に関して向上されている。 As shown in FIGS. 1 to 5, in the filter device according to the present embodiment, at least a part of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 is provided with an opening 421 provided so as to overlap with the coupling electrode in a plan view. , 431 or the notches 422, 432, the filter device according to the present embodiment is reduced with respect to capacitive coupling between at least a part of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 and the coupling electrode 5. The resonance frequency due to the λ / 2 resonance of the coupling electrode 5 can be shifted to the high frequency side, and the characteristics in the vicinity of the predetermined pass band are improved.
図1〜図5に示されているように、本実施形態のフィルタ装置において、開口部421,431または切欠き部422,432が、複数の共振器電極41〜44のうち初段の共振器電極41および最終段の共振器電極44以外の共振器電極42,43に設けられている場合、フィルタ装置は、結合電極5による初段の共振器電極41および最終段の共振器電極44の結合状態の低減を抑えつつ、共振器電極42,43と結合電極5との容量結合に関して低減されている。従って、フィルタ装置は、所定の通過帯域近傍の周波数帯域における信号の減衰に関して向上されているとともに、結合電極5のλ/2共振による共振周波数を高域側へシフトさせることができる。 As shown in FIGS. 1 to 5, in the filter device of this embodiment, the openings 421 and 431 or the notches 422 and 432 are the first-stage resonator electrodes among the plurality of resonator electrodes 41 to 44. When the filter device is provided on the resonator electrodes 42 and 43 other than the resonator electrode 41 and the final-stage resonator electrode 44, the filter device is in a state of coupling of the first-stage resonator electrode 41 and the final-stage resonator electrode 44 by the coupling electrode 5. The capacitance coupling between the resonator electrodes 42 and 43 and the coupling electrode 5 is reduced while suppressing the reduction. Therefore, the filter device is improved with respect to the attenuation of the signal in the frequency band near the predetermined pass band, and can shift the resonance frequency due to the λ / 2 resonance of the coupling electrode 5 to the high frequency side.
図1および図2に示されているように、本実施形態のフィルタ装置において、複数の共振器電極41〜44の少なくとも一部が、開口部421,431および切欠き部422,432のうち開口部421,431を有している場合、フィルタ装置は、切欠き部422,432を有する場合に比べて
、隣に配置された共振器電極同士の容量成分による結合量の変化に関して低減されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the filter device of this embodiment, at least a part of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 has openings 421 and 431 and notches 422 and 432. When the portions 421 and 431 are included, the filter device is reduced with respect to a change in the coupling amount due to the capacitive component between the resonator electrodes disposed adjacent to each other as compared with the case where the notches 422 and 432 are provided. .
本実施形態のフィルタ装置において、複数の共振器電極41〜44の少なくとも一部が、開口部421,431および切欠き部422,432のうち開口部421,431を有している場合、複数の共振器電極41〜44のそれぞれにおいて一対の長辺が直線状となるため、フィルタ装置は、切欠き部422,432を有する場合に比べて、複数の共振器電極41〜44のそれぞれにおける高周波信号の縁端効果を考慮した設計をしやすくなる。 In the filter device of the present embodiment, when at least some of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 have the openings 421 and 431 among the openings 421 and 431 and the notches 422 and 432, a plurality of Since the pair of long sides is linear in each of the resonator electrodes 41 to 44, the filter device has a high-frequency signal in each of the plurality of resonator electrodes 41 to 44, compared to the case where the filter device has the notches 422 and 432. It becomes easy to design in consideration of the edge effect.
本実施形態のフィルタ装置において、複数の共振器電極41〜44の少なくとも一部が、開口部421,431および切欠き部422,432のうち開口部421,431を有している場合、フィルタ装置は、切欠き部422,432を有する場合に比べて、共振器電極41〜44におけるインピーダンスの不連続部分に関して低減されている。 In the filter device of the present embodiment, when at least some of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 have the openings 421 and 431 among the openings 421 and 431 and the notches 422 and 432, the filter device Is reduced with respect to the discontinuous portion of the impedance in the resonator electrodes 41 to 44 as compared with the case where the notches 422 and 432 are provided.
本実施形態のフィルタ装置において、図3〜図5に示されているように、複数の共振器電極41〜44の少なくとも一部が、切欠き部422,432を有している場合、図5に示されているように、一つの共振器電極における2つの長辺のそれぞれに切欠き部が設けられている構造の方が、図3および図4に示されているように、一つの共振器電極における2つの長辺のいずれか一方にだけ切欠き部が設けられている構造に比べて、隣に配置された共振器電極との結合状態または高周波信号における縁端効果等を考慮した設計が行ないやすい。 In the filter device of the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, when at least some of the plurality of resonator electrodes 41 to 44 have notches 422 and 432, FIG. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the structure in which the notch is provided in each of the two long sides of one resonator electrode has one resonance. Compared to a structure in which a cutout is provided only on one of the two long sides of a resonator electrode, the design considers the edge effect in a high-frequency signal or the coupling state with an adjacent resonator electrode Is easy to do.
フィルタ装置において、開口部421,431または切欠き部422,432の形状は、開口部421
,431または切欠き部422,432が形成された共振器電極の幅が、段階的に、あるいは徐々
に変化するような形状にされていると、共振器電極の幅が急激に変わることによるインピーダンスの急激な変化を低減させることができる。
In the filter device, the shape of the openings 421 and 431 or the notches 422 and 432 is the same as that of the openings 421.
, 431 or the width of the resonator electrode in which the notches 422 and 432 are formed, the impedance due to abrupt change in the width of the resonator electrode when the width is changed stepwise or gradually. Can be reduced.
開口部421の場合であれば、例えば、図6(a)に示された例のような長方形に比べて
、図6(b)または図6(d)に示された例のような六角形、あるいは図6(c)に示された例のような八角形、図6(e)に示された例のような楕円形、あるいはひし形や長円形等で共振器電極42の長さ方向に沿った形状がよい。
In the case of the opening 421, for example, a hexagonal shape as in the example shown in FIG. 6 (b) or 6 (d), compared to a rectangular shape as in the example shown in FIG. 6 (a). Or an octagon like the example shown in FIG. 6C, an ellipse like the example shown in FIG. 6E, or a rhombus or an oval in the longitudinal direction of the resonator electrode 42. Good shape along.
開口部421は、図6(a)〜(e)に示された例のように、共振器電極42の長さ方向に
平行な中心線に対して対称な形状で、幅方向の中心に位置するように形成すると、開口部421を挟んだ共振器電極42の両縁端部の幅が同じになるので、両縁端部に流れる電流分布
が同等となる。
The opening 421 has a symmetrical shape with respect to the center line parallel to the length direction of the resonator electrode 42 and is positioned at the center in the width direction as in the example shown in FIGS. If formed in this way, the widths of both edge ends of the resonator electrode 42 across the opening 421 are the same, so that the current distribution flowing through both edge ends becomes equal.
切欠き部422の場合であれば、その形状は、上記形状の開口部421を長さ方向に平行な中心線で1/2とした形状、例えば三角形や台形とすればよい。具体的には、図7(a)〜(e)に示された形状である。図7(a)〜(e)に示された切欠き部422の形状は、図
6(a)〜(e)に示された開口部421の形状を長さ方向に平行な中心線で1/2とした
形状である。
In the case of the notch 422, the shape may be a shape in which the opening 421 having the above shape is halved by a center line parallel to the length direction, for example, a triangle or a trapezoid. Specifically, it is the shape shown in FIGS. The shape of the notch 422 shown in FIGS. 7A to 7E is the same as the shape of the opening 421 shown in FIGS. 6A to 6E with a center line parallel to the length direction. The shape is / 2.
このように、開口部421または切欠き部422の形状を共振器電極42の長さ方向に沿った細長い形状とすることで、開口部421または切欠き部422を形成した残りの共振器電極42の幅をあまり小さくすることなく、結合電極5と入出力電極6または出力端子電極7との結合を大きくすることができる。 Thus, the remaining resonator electrode 42 in which the opening 421 or the notch 422 is formed is obtained by making the shape of the opening 421 or the notch 422 into an elongated shape along the length direction of the resonator electrode 42. The coupling between the coupling electrode 5 and the input / output electrode 6 or the output terminal electrode 7 can be increased without significantly reducing the width of the first electrode.
図6および図7において、共振器電極42と開口部421または切欠き部422とを用いて説明したが、共振器電極43と開口部431または切欠き部432との関係においても同様である。 In FIGS. 6 and 7, the resonator electrode 42 and the opening 421 or the notch 422 have been described. However, the same applies to the relationship between the resonator electrode 43 and the opening 431 or the notch 432.
再び図1〜図5を参照して、積層体1は4層の誘電体層11〜14が積層されて構成されており、4つの共振器電極41〜44が短絡端と開放端とが交互に入れ替わるように配置されたいわゆるインターデジタル型に配置された例が示されている。積層体1の層数は、誘電体層11〜14の厚みや比誘電率等によって適宜変えることができる。結合電極5は、4つの共振器電極41〜44がインターデジタル型に配置されているので、一端51が初段の共振器電極41の短絡端部と対向し、他端52が最終段の共振器電極44の短絡端部と対向するには、図1〜図5に示されている例のようにクランク型となる。同じ4つの共振器電極41〜44であっても、短絡端および開放端の向きが同じ、いわゆるコムライン型に配置されている場合であれば、結合電極5はコの字型(C字型)となる。同様に、共振器電極の配置が同じインターデジタル型の配置の場合でも、その数が5つ等の奇数である場合にも、結合電極5はコの字型(C字型)となる。このように、結合電極5の形状は共振器電極の配置と数に応じた形状となる。 Referring to FIGS. 1 to 5 again, the laminated body 1 is configured by laminating four dielectric layers 11 to 14, and the four resonator electrodes 41 to 44 are alternately shorted and open. An example in which a so-called interdigital type is arranged so as to be replaced is shown. The number of layers of the laminated body 1 can be changed as appropriate depending on the thickness of the dielectric layers 11 to 14 and the relative dielectric constant. Since the four resonator electrodes 41 to 44 are arranged in an interdigital manner in the coupling electrode 5, one end 51 faces the short-circuited end of the first-stage resonator electrode 41, and the other end 52 is the last-stage resonator. In order to face the short-circuited end of the electrode 44, it becomes a crank type as in the example shown in FIGS. Even if the same four resonator electrodes 41 to 44 are arranged in a so-called comb line type in which the directions of the short-circuited end and the open end are the same, the coupling electrode 5 has a U-shaped (C-shaped). ) Similarly, even when the arrangement of the resonator electrodes is the same interdigital type, even when the number is an odd number such as five, the coupling electrode 5 has a U-shape (C-shape). Thus, the shape of the coupling electrode 5 is a shape corresponding to the arrangement and number of resonator electrodes.
共振器電極41〜44は、積層体1の誘電体層12および13の間に横並びに整列させて配置されて、相互に電磁界結合(エッジ結合)している。隣り合う共振器電極41と42,42と43,43と44同士の間隔は、小さい方が強い結合が得られ、通過帯域を広くできるので好ましいが、短絡端から開放端までの間において互いに短絡しないようにして等間隔に良好に形成するには、例えば0.05〜0.5mm程度に設定される。横並びに配置されて相互に電磁界結
合するためには、共振器電極41〜44の形状は細長い帯状のものであるのが好ましい。
The resonator electrodes 41 to 44 are arranged side by side between the dielectric layers 12 and 13 of the multilayer body 1 and are electromagnetically coupled (edge coupled) to each other. Smaller spacing between adjacent resonator electrodes 41 and 42, 42 and 43, and 43 and 44 is preferable because strong coupling can be obtained and the pass band can be widened. For example, in order to form well at regular intervals, the thickness is set to about 0.05 to 0.5 mm. In order to be arranged side by side and to be electromagnetically coupled to each other, it is preferable that the resonator electrodes 41 to 44 have an elongated strip shape.
共振器電極41〜44をインターデジタル型に配置したときには、共振器電極41〜44間の結合は、磁界による結合と電界による結合とが加算されることによって各共振器電極41〜44間においてより強い結合が生じることによって、それぞれの共振モードにおける共振周波数の間の周波数間隔を、従来の1/4波長共振器を利用したフィルタで実現可能であった帯域を超えて調整することができ、広帯域な通過帯域を有するフィルタ装置とすることができる。インターデジタル型に配置された共振器電極41〜44間の結合は強い磁界結合となり、共振器電極41〜44のパターン幅を小さくして磁界を強める必要がないので、共振器電極41〜44のパターン幅を大きくすることによって、共振器電極41〜44の電気抵抗を小さくし、共振器の急峻性共振の鋭さを示すQ値(quality factor)を高くすることができる。その結果、広い通過帯域を有し急峻な減衰特性を有する、例えばUWB用途のバンドパスフィルタに適したフィルタ装置とすることができる。 When the resonator electrodes 41 to 44 are arranged in an interdigital manner, the coupling between the resonator electrodes 41 to 44 is more between the resonator electrodes 41 to 44 by adding the coupling by the magnetic field and the coupling by the electric field. Due to the strong coupling, the frequency interval between the resonance frequencies in each resonance mode can be adjusted beyond the band that can be realized by a filter using a conventional quarter wavelength resonator. It can be set as the filter apparatus which has a sufficient pass band. The coupling between the resonator electrodes 41 to 44 arranged in the interdigital type is a strong magnetic field coupling, and it is not necessary to reduce the pattern width of the resonator electrodes 41 to 44 to increase the magnetic field. By increasing the pattern width, the electrical resistance of the resonator electrodes 41 to 44 can be reduced, and the Q value (quality factor) indicating the sharpness of the sharp resonance of the resonator can be increased. As a result, a filter device having a wide passband and a steep attenuation characteristic, for example, suitable for a bandpass filter for UWB applications can be obtained.
共振器電極41〜44をコムライン型に配置したときは、インターデジタル型と比べて共振器電極41〜44間の結合が弱いことから、通過帯域が狭く急峻な特性が得られ、また各共振器電極41〜44のパターン幅を小さくできることによってより小型化できるため、携帯電話用や無線LAN等の比較的小型の無線機器に適したフィルタ装置となる。 When the resonator electrodes 41 to 44 are arranged in the comb line type, the coupling between the resonator electrodes 41 to 44 is weaker than that of the interdigital type, so that the pass band is narrow and steep characteristics are obtained. Since the pattern width of the device electrodes 41 to 44 can be reduced, the filter electrode can be further downsized. Therefore, the filter device is suitable for a relatively small wireless device such as a mobile phone or a wireless LAN.
図1〜図5に示された例では4つの共振器電極41〜44が設けられているが、共振器電極は5つ以上を設けてもよく、損失が大きくならない程度の個数であればよい。UWBのローバンド用途では、損失と減衰特性のバランスから、共振器電極は4つが好ましい。 In the example shown in FIGS. 1 to 5, four resonator electrodes 41 to 44 are provided. However, five or more resonator electrodes may be provided as long as the number does not increase loss. . In UWB low-band applications, four resonator electrodes are preferred from the balance of loss and attenuation characteristics.
共振器電極41〜44は、それぞれ上下に位置する第1の接地電極2および第2の接地電極3(第1の接地電極2および第2の接地電極3をまとめて接地電極2,3ともいう)と共にストリップライン共振器を構成しており、短絡端が上下の接地電極2,3に接続されて接地電位に接続されることによって1/4波長共振器として機能する。 The resonator electrodes 41 to 44 are respectively a first ground electrode 2 and a second ground electrode 3 positioned above and below (the first ground electrode 2 and the second ground electrode 3 are collectively referred to as ground electrodes 2 and 3). ) And a stripline resonator. The short-circuited end is connected to the upper and lower ground electrodes 2 and 3 and is connected to the ground potential, thereby functioning as a quarter wavelength resonator.
共振器電極41〜44と上下の接地電極2,3との接続は、共振器電極41〜44が形成された層間に共振器電極41〜44の短絡端同士を接続するための導体層を設けて、この導体層と貫通導体とによって接続したり、この導体層を誘電体層の端部まで延ばして誘電体層の端面(積層体1の側面)に形成された端面導体によって接続したりすればよい。共振器電極41
〜44の短絡端同士を接続するための導体層を設けない場合は、共振器電極41〜44のそれぞれを貫通導体によって接地電極2,3に接続してもよいし、共振器電極41〜44の短絡端を誘電体層の端部まで延ばして、誘電体層の端面(積層体1の側面)に形成された端面導体によって接地電極2,3に接続してもよい。端面導体で接続すると、共振器電極41〜44から発生する電磁波の周囲への漏洩を低減するシールド層として端面導体を機能させることができ、貫通導体の場合でも、その間隔を小さくしたり、共振器電極41〜44の周りに二重以上に配列し、側面から見てできるだけ貫通導体を隙間なく配置したりすれば、同様にシールドの機能がより顕著になるので好ましい。共振器電極41〜44の短絡端同士を接続するための導体層を設けると、共振器電極41〜44の短絡端を接地電極2,3に接続するのが容易となるので好ましい。
The connection between the resonator electrodes 41 to 44 and the upper and lower ground electrodes 2 and 3 is provided with a conductor layer for connecting the short-circuited ends of the resonator electrodes 41 to 44 between the layers where the resonator electrodes 41 to 44 are formed. The conductor layer and the through conductor are connected to each other, or the conductor layer is extended to the end of the dielectric layer and connected by the end face conductor formed on the end face of the dielectric layer (side face of the multilayer body 1). That's fine. Resonator electrode 41
When the conductor layer for connecting the short-circuit ends of .about.44 is not provided, each of the resonator electrodes 41 to 44 may be connected to the ground electrodes 2 and 3 by through conductors, or the resonator electrodes 41 to 44. May be connected to the ground electrodes 2 and 3 by an end face conductor formed on the end face of the dielectric layer (side face of the multilayer body 1). When connected with an end face conductor, the end face conductor can function as a shield layer that reduces leakage of electromagnetic waves generated from the resonator electrodes 41 to 44 to the surroundings. It is preferable to arrange more than double around the electrode electrodes 41 to 44 and arrange the through conductors as close as possible as viewed from the side, since the function of the shield becomes more prominent. It is preferable to provide a conductor layer for connecting the short-circuit ends of the resonator electrodes 41 to 44 because the short-circuit ends of the resonator electrodes 41 to 44 can be easily connected to the ground electrodes 2 and 3.
第1の接地電極2、第2の接地電極3、内部接地電極8、共振器電極41〜44、結合電極5、入力端子電極6、および出力端子電極7は、誘電体層11〜14がセラミック材料から成る場合は、W,Mo,Mo−Mn,Au,Ag,Cu等の金属を主成分とするメタライズ層によって形成される。誘電体層41〜44が樹脂系材料からなる場合は、厚膜印刷法、各種の薄膜形成方法、めっき法、または箔転写法等により形成された金属層や、このような金属層上にめっき層を形成されたもの、例えばCu層,Cr−Cu合金層またはCr−Cu合金層上にNiめっき層およびAuめっき層を被着させたもの,TaN層上にNi−Cr合金層およびAuめっき層を被着させたもの,Ti層上にPt層およびAuめっき層を被着させたもの,Ni−Cr合金層上にPt層およびAuめっき層を被着させたもの等が挙げられる。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。 The first ground electrode 2, the second ground electrode 3, the internal ground electrode 8, the resonator electrodes 41 to 44, the coupling electrode 5, the input terminal electrode 6, and the output terminal electrode 7 have dielectric layers 11 to 14 made of ceramic. In the case of a material, it is formed by a metallized layer containing a metal such as W, Mo, Mo—Mn, Au, Ag, or Cu as a main component. When the dielectric layers 41 to 44 are made of a resin material, a metal layer formed by a thick film printing method, various thin film forming methods, a plating method, or a foil transfer method, or plating on such a metal layer Layer formed, for example, Cu layer, Cr—Cu alloy layer or Cr—Cu alloy layer deposited with Ni plating layer and Au plating layer, Ni—Cr alloy layer and Au plating on TaN layer Examples include a layer deposited, a Ti layer deposited with a Pt layer and an Au plated layer, and a Ni—Cr alloy layer deposited with a Pt layer and an Au plated layer. The thickness and width are set according to the frequency and application of the transmitted high-frequency signal.
誘電体層41〜44,第1の接地電極2,第2の接地電極3,内部接地電極8,共振器電極41〜44,結合電極5,入力端子電極6,出力端子電極7の形成は、周知の方法を用いればよい。例えば誘電体層11〜14がガラスセラミックスから成る場合であれば、まずそれら誘電体層11〜14となるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、グリーンシート上にスクリーン印刷法によりAg等の導体ペーストを所定形状で印刷塗布して第1の接地電極2、第2の接地電極3、内部接地電極8、共振器電極41〜44、結合電極5、入力端子電極6、および出力端子電極7の各電極パターンを形成する。これらの電極パターンが形成されたグリーンシートを重ねて圧着するなどして積層体を作製し、この積層体を850〜1000
℃で焼成することにより形成する。その後、外表面に露出している導体層上には、NiめっきおよびAuめっき等のめっき皮膜を形成する。誘電体層11〜14が有機樹脂材料から成る場合であれば、例えば有機樹脂シート上に第1の接地電極2、第2の接地電極3、内部接地電極8、共振器電極41〜44、入力端子電極6、出力端子電極7、および結合電極5の各電極パターン形状に加工したCu箔を転写し、Cu箔が転写された有機樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。
The formation of the dielectric layers 41 to 44, the first ground electrode 2, the second ground electrode 3, the internal ground electrode 8, the resonator electrodes 41 to 44, the coupling electrode 5, the input terminal electrode 6, and the output terminal electrode 7 A known method may be used. For example, if the dielectric layers 11 to 14 are made of glass ceramics, first, glass ceramic green sheets to be the dielectric layers 11 to 14 are prepared, and a conductor paste such as Ag is applied on the green sheets by screen printing. The first ground electrode 2, the second ground electrode 3, the internal ground electrode 8, the resonator electrodes 41 to 44, the coupling electrode 5, the input terminal electrode 6, and the output terminal electrode 7 are printed and applied in a predetermined shape. Form a pattern. A laminate is produced by, for example, stacking and pressing the green sheets on which these electrode patterns are formed.
It is formed by firing at 0 ° C. Thereafter, a plating film such as Ni plating or Au plating is formed on the conductor layer exposed on the outer surface. If the dielectric layers 11 to 14 are made of an organic resin material, for example, the first ground electrode 2, the second ground electrode 3, the internal ground electrode 8, the resonator electrodes 41 to 44, and the input on the organic resin sheet It forms by transferring Cu foil processed into each electrode pattern shape of the terminal electrode 6, the output terminal electrode 7, and the coupling electrode 5, and laminating | stacking the organic resin sheet to which Cu foil was transcribe | transferred, and adhere | attaching with an adhesive agent.
接地電極2,3と共振器電極41〜44の短絡端とを接続する接続導体は、それらの間に位置する誘電体層内に形成された貫通導体または誘電体層の端面に形成された端面導体の形態で形成することによって、積層体1の内部に形成されるフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、より小型で高性能なフィルタ装置とすることができる。 The connecting conductor that connects the ground electrodes 2 and 3 and the short-circuited ends of the resonator electrodes 41 to 44 is a through conductor formed in the dielectric layer located between them or an end face formed on the end face of the dielectric layer. By forming it in the form of a conductor, the degree of freedom in designing the filter device formed inside the multilayer body 1 is improved, and a more compact and high-performance filter device can be obtained.
このような接続導体となる貫通導体や側面導体は、誘電体層11〜14がガラスセラミックス等のセラミックスから成る場合には、貫通導体は、例えば前述の製造方法において第1の接地電極2、第2の接地電極3、内部接地電極8、共振器電極41〜44、結合電極5、入力端子電極6、および出力端子電極7の各電極パターンを形成する前に、グリーンシートに金型加工やレーザー加工によりあらかじめ形成しておいた貫通孔内に同様の導体ペーストを印刷法等によって充填することで形成することができ、端面導体は、例えば共振器電極41〜44の電極パターンの短絡端を端面に露出させたグリーンシート積層体を形成した後
、同様の導体ペーストをグリーンシート積層体の側面に印刷することによって形成することができる。端面導体は、グリーンシートに共振器電極41〜44の列の幅程度の貫通孔を形成しておき、共振器電極41〜44の電極パターンの短絡端をこの貫通孔に接するように形成した後、グリーンシートの積層前または積層後に導体ペーストを貫通孔の内面に印刷し、または貫通穴に充填して、貫通孔の部分で切断することによっても形成することができる。誘電体層11〜14が樹脂系材料から成る場合も同様に、グリーンシートに代えて有機樹脂シートを用い、導体ペーストの印刷やめっきによって貫通孔内に貫通導体を形成したり、薄膜法等によって側面導体を形成したりすればよい。共振器電極11〜14の電極パターンの短絡端を積層体の側面に露出させるには、共振器電極11〜14の電極パターンの短絡端がグリーンシート(あるいは有機樹脂シート)の端部に位置するように形成したり、共振器電極11〜14の電極パターンを形成したグリーンシート(有機樹脂シート)を積層した後に、共振器電極11〜14の電極パターンの短絡端が側面に露出するように積層体を切断したりすればよい。
When the dielectric layers 11 to 14 are made of ceramics such as glass ceramics, the through conductors or the side conductors serving as the connection conductors are, for example, the first ground electrode 2 and the second conductor in the manufacturing method described above. Before forming the electrode patterns of the ground electrode 3, the internal ground electrode 8, the resonator electrodes 41 to 44, the coupling electrode 5, the input terminal electrode 6, and the output terminal electrode 7, mold processing and laser It can be formed by filling the same conductive paste into the through-holes formed in advance by processing by a printing method or the like, and the end face conductor is the end face of the short-circuit end of the electrode pattern of the resonator electrodes 41 to 44, for example. After forming the green sheet laminate exposed to the same, a similar conductor paste can be printed on the side surface of the green sheet laminate. After the end conductor is formed in the green sheet with through holes about the width of the rows of the resonator electrodes 41 to 44, and the shorted ends of the electrode patterns of the resonator electrodes 41 to 44 are formed in contact with the through holes It can also be formed by printing the conductor paste on the inner surface of the through hole before or after the green sheet is laminated, or by filling the through hole and cutting at the through hole portion. Similarly, when the dielectric layers 11 to 14 are made of a resin-based material, an organic resin sheet is used instead of the green sheet, and a through conductor is formed in the through hole by printing or plating a conductor paste, or by a thin film method or the like. A side conductor may be formed. In order to expose the short-circuit ends of the electrode patterns of the resonator electrodes 11 to 14 on the side surfaces of the laminate, the short-circuit ends of the electrode patterns of the resonator electrodes 11 to 14 are located at the end of the green sheet (or organic resin sheet). After stacking the green sheets (organic resin sheets) on which the electrode patterns of the resonator electrodes 11 to 14 are formed, the electrode electrodes of the resonator electrodes 11 to 14 are stacked so that the short-circuit ends are exposed on the side surfaces. Just cut your body.
図8を参照して、図1に示されたフィルタ装置における一つの実施例について説明する。 One embodiment of the filter device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
例えばUWBのローバンド規格に用いられるような通過帯域の中心周波数が3.9GHz
のバンドパスフィルタとしてのフィルタ装置は、例えば誘電体層11〜14として比誘電率が9.4のガラスセラミックスを用い、第1の接地電極2,第2の接地電極3,内部接地電極
8,共振器電極11〜14,結合電極5,入力端子電極6,出力端子電極7および貫通導体にAgメタライズを用いることにより得られる。比誘電率が9.4のガラスセラミックスは、
例えば、ガラス成分としてPbO,B2O3,SiO2,Al2O3,ZnOおよびアルカリ土類金属酸化物を主成分とする結晶化ガラスが50質量%と、フィラー成分としてアルミナが50質量%とからなるものを用いればよい。
For example, the center frequency of the pass band used for the UWB low band standard is 3.9 GHz.
The filter device as a band-pass filter uses, for example, glass ceramics having a relative dielectric constant of 9.4 as the dielectric layers 11 to 14, the first ground electrode 2, the second ground electrode 3, the internal ground electrode 8, and the resonator. It is obtained by using Ag metallization for the electrodes 11 to 14, the coupling electrode 5, the input terminal electrode 6, the output terminal electrode 7 and the through conductor. Glass ceramics with a dielectric constant of 9.4
For example, 50% by mass of crystallized glass mainly containing PbO, B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO and alkaline earth metal oxide as a glass component, and 50% by mass of alumina as a filler component What is necessary is just to use.
このとき、誘電体層11〜14は、厚みを上から順に、400μm,75μm,75μm,350μmとする。接地電極2,3は、寸法を3.35mm×5.0mmとし、内部接地電極8は外寸を3.35mm×5.0mmで内寸(開口の寸法)を2.945mm×3.5mmとする。この開口内に寸法が0.4mm×3.35mmの共振器電極11,12,13,14を順に0.155mm,0.135mm,0.155mmの間隔で横並びに整列し、各短絡端を内部接地電極8に接続して、各開放端と内部接地電極8との間隔が0.15mmとなり、共振器電極11および14と内部接地電極8との間隔が0.45mmとなるように配置する。内部接地電極8と積層体1の上下面の接地電極2,3とは、外周部に配列した直径0.1mmの貫通導体で接続する。入力端子電極6は、0.3mm×3.35mmの内部入力端子電極62を初段の共振器電極11の開放端側と平面透視で0.3mm×3.35
mmの範囲で重なるように配置し、0.2mm×0.2mmの外部入力端子電極61と直径0.1m
mの貫通導体で接続する。出力端子電極7も同様に、0.3mm×3.35mmの内部出力端子
電極72を最終段の共振器電極14の開放端側と平面透視で0.3mm×3.35mm重なるように
配置し、0.2mm×0.2mmの外部出力端子電極71と直径0.1mmの貫通導体で接続する。
結合電極5は、2つの0.1mm×2.0mmの対向部を1.545mm×0.1mmの接続部で接続したクランク形とし、2つの対向部がそれぞれ初段の共振器電極11および最終段の共振器電極14の短絡端側と平面透視で0.1mm×1.8mmの範囲で重なるように配置し、内部接地電極8と重なる部分の中心で直径0.1mmの貫通導体により内部接地電極8に接続する。
At this time, the thicknesses of the dielectric layers 11 to 14 are 400 μm, 75 μm, 75 μm, and 350 μm in order from the top. The ground electrodes 2 and 3 have dimensions of 3.35 mm × 5.0 mm, and the internal ground electrode 8 has an outer dimension of 3.35 mm × 5.0 mm and an inner dimension (opening dimension) of 2.945 mm × 3.5 mm. Resonator electrodes 11, 12, 13, and 14 having dimensions of 0.4 mm x 3.35 mm are arranged in this opening side by side at intervals of 0.155 mm, 0.135 mm, and 0.155 mm, and each short-circuited end is connected to the internal ground electrode 8. Thus, the gap between each open end and the internal ground electrode 8 is 0.15 mm, and the gap between the resonator electrodes 11 and 14 and the internal ground electrode 8 is 0.45 mm. The internal ground electrode 8 and the ground electrodes 2 and 3 on the upper and lower surfaces of the laminate 1 are connected by through conductors having a diameter of 0.1 mm arranged on the outer periphery. The input terminal electrode 6 has an internal input terminal electrode 62 of 0.3 mm × 3.35 mm and is 0.3 mm × 3.35 in plan view with the open end side of the first-stage resonator electrode 11.
It is arranged so as to overlap in the range of mm, 0.2mm x 0.2mm external input terminal electrode 61 and diameter 0.1m
Connect with m through conductors. Similarly, the output terminal electrode 7 is arranged such that the internal output terminal electrode 72 of 0.3 mm × 3.35 mm overlaps the open end side of the resonator electrode 14 at the final stage so as to overlap 0.3 mm × 3.35 mm in plan view, and is 0.2 mm × 0.25. The external output terminal electrode 71 of mm is connected by a through conductor having a diameter of 0.1 mm.
The coupling electrode 5 has a crank shape in which two 0.1 mm × 2.0 mm facing portions are connected by a 1.545 mm × 0.1 mm connecting portion, and the two facing portions are the first-stage resonator electrode 11 and the final-stage resonator electrode, respectively. It is arranged so as to overlap with the short-circuit end side of 14 within a range of 0.1 mm × 1.8 mm in plan view, and is connected to the internal ground electrode 8 by a through conductor having a diameter of 0.1 mm at the center of the portion overlapping the internal ground electrode 8.
本実施例において、フィルタ装置は、共振器長を短くするための容量電極9をさらに備えている。容量電極9は、0.2mm×0.4mmの矩形および0.4mm×0.6mmの矩形からなる凸型であって、平面透視において内部接地電と0.4mm×0.6mmの範囲で重なり、平面透視において共振器電極3a〜3dの開放端部と0.2mm×0.25mmの範囲で重なるよう
に配置されており、それぞれ重なる部分の中心で直径0.1mmの貫通導体によって接続さ
れている。
In this embodiment, the filter device further includes a capacitive electrode 9 for shortening the resonator length. The capacitive electrode 9 is a convex type composed of a rectangle of 0.2 mm × 0.4 mm and a rectangle of 0.4 mm × 0.6 mm, and overlaps with the internal grounding power in a range of 0.4 mm × 0.6 mm in plan view, and is a resonator in plan view. It arrange | positions so that it may overlap with the open end part of the electrodes 3a-3d in the range of 0.2 mm x 0.25 mm, and it connects by the through-conductor with a diameter of 0.1 mm in the center of each overlapping part, respectively.
開口部421および431は、共振器電極の長さ方向に0.4mm、共振器電極の幅方向に0.3mmの矩形形状とし、平面透視で結合電極と対向するように配置されている。 The openings 421 and 431 have a rectangular shape of 0.4 mm in the length direction of the resonator electrode and 0.3 mm in the width direction of the resonator electrode, and are disposed so as to face the coupling electrode in plan view.
図8に示された本実施例のフィルタ装置において、図3に示された切欠き部422および432を設ける場合、切欠き部422および432は、共振器電極の長さ方向に0.4mm、共振器電
極の幅方向に0.3mmの矩形形状とされ、平面透視において結合電極と対向するように配
置されている。
In the filter device of the present embodiment shown in FIG. 8, when the notches 422 and 432 shown in FIG. 3 are provided, the notches 422 and 432 are 0.4 mm in the length direction of the resonator electrode. The rectangular shape is 0.3 mm in the width direction of the electrode, and is disposed so as to face the coupling electrode in a plan view.
図8に示された本実施例におけるフィルタ装置は、図9において実線によって示された特性曲線を有する。本実施例におけるフィルタ装置に対して、共振器電極42および43に開口部421および431、または切欠き部422および432が設けられていない比較例のフィルタ装置は、図9において破線によって示された特性曲線を有する。図9おいて、縦軸は挿入損失(単位:dB)を、横軸は周波数(単位:GHz)を示している。図9に示示されたフィルタ特性から、本実施例におけるフィルタ装置の特性は、比較例のフィルタ装置の特性に比べて、結合電極のλ/2共振による共振周波数が高域側へシフトされていることが分かる。すなわち、本実施例におけるフィルタ装置の特性は、比較例のフィルタ装置の特性に比べて、通過帯域の近傍における高周波側の減衰量が確保されている減衰特性を有することが分かる。 The filter device in this embodiment shown in FIG. 8 has a characteristic curve indicated by a solid line in FIG. The filter device of the comparative example in which the openings 421 and 431 or the notches 422 and 432 are not provided in the resonator electrodes 42 and 43 with respect to the filter device in the present embodiment is indicated by a broken line in FIG. It has a characteristic curve. In FIG. 9, the vertical axis represents insertion loss (unit: dB), and the horizontal axis represents frequency (unit: GHz). From the filter characteristics shown in FIG. 9, the characteristics of the filter device in this example are such that the resonance frequency due to the λ / 2 resonance of the coupling electrode is shifted to the high frequency side compared to the characteristics of the filter device of the comparative example. I understand that. That is, it can be seen that the characteristics of the filter device in the present embodiment have an attenuation characteristic in which the attenuation amount on the high frequency side in the vicinity of the pass band is ensured as compared with the characteristics of the filter device of the comparative example.
1・・・積層体
11、12、13、14・・・誘電体層
2・・・第1の接地電極
3・・・第2の接地電極
41、42、43、44・・・共振器電極
5・・・結合電極
6・・・入力端子電極
61・・・外部入力端子電極
62・・・内部入力端子電極
7・・・出力端子電極
71・・・外部出力端子電極
72・・・内部出力端子電極
8・・・内部接地電極
9・・・容量電極
1 ... Laminated body
11, 12, 13, 14 ... dielectric layer 2 ... first ground electrode 3 ... second ground electrode
41, 42, 43, 44 ... resonator electrode 5 ... coupling electrode 6 ... input terminal electrode 61 ... external input terminal electrode 62 ... internal input terminal electrode 7 ... output terminal electrode 71 ... External output terminal electrode 72 ... Internal output terminal electrode 8 ... Internal ground electrode 9 ... Capacitance electrode
Claims (2)
該積層体を挟んで対向するように配置された第1の接地電極および第2の接地電極と、
前記積層体内において互いに電磁界結合するように平面視において横並びに配置され、それぞれ短絡端と開放端とを有する3つ以上の複数の共振器電極と、
前記積層体内において前記複数の共振器電極と前記第2の接地電極との間に設けられており、一端および他端を有しており、前記一端が前記複数の共振器電極のうち初段の共振器電極の短絡端部と対向しているとともに前記初段の共振器電極の短絡端に電気的に接続されており、前記他端が前記複数の共振器電極のうち最終段の共振器電極の短絡端部と対向しているとともに前記最終段の共振器電極の短絡端に電気的に接続された結合電極と、
前記初段の共振器電極に沿った形状を有しており、前記初段の共振器電極と対向するように前記積層体内において前記初段の共振器電極と前記第1の接地電極との間に設けられており、前記初段の共振器電極に電磁界結合された入力端子電極と、
前記最終段の共振器電極に沿った形状を有しており、前記最終段の共振器電極と対向するように前記積層体内において前記最終段の共振器電極と前記第1の接地電極との間に設けられており、前記最終段の共振器電極に電磁界結合された出力端子電極とを備えており、前記複数の共振器電極の少なくとも一部は、平面透視において前記結合電極と重なるように設けられた開口部を有していることを特徴とするフィルタ装置。 A laminate comprising a plurality of dielectric layers laminated together;
A first ground electrode and a second ground electrode arranged to face each other with the laminate interposed therebetween;
Three or more resonator electrodes, which are arranged side by side in a plan view so as to be electromagnetically coupled to each other in the stacked body, each having a short-circuited end and an open end;
The multilayer body is provided between the plurality of resonator electrodes and the second ground electrode, and has one end and the other end, and the one end is a first stage resonance among the plurality of resonator electrodes. The short-circuit end of the resonator electrode is electrically connected to the short-circuit end of the first-stage resonator electrode, and the other end is short-circuited to the final-stage resonator electrode among the plurality of resonator electrodes. A coupling electrode facing the end and electrically connected to the short-circuited end of the final stage resonator electrode;
The first-stage resonator electrode has a shape along the first-stage resonator electrode, and is provided between the first-stage resonator electrode and the first ground electrode in the stacked body so as to face the first-stage resonator electrode. An input terminal electrode electromagnetically coupled to the first stage resonator electrode;
And having a shape along the last-stage resonator electrode, and between the last-stage resonator electrode and the first ground electrode in the stacked body so as to face the last-stage resonator electrode. And an output terminal electrode electromagnetically coupled to the final-stage resonator electrode, so that at least a part of the plurality of resonator electrodes overlaps the coupling electrode in a plan view filter device, characterized in that it has an opening provided.
2. The filter device according to claim 1, wherein the opening is provided in a resonator electrode other than the first-stage resonator electrode and the last-stage resonator electrode among the plurality of resonator electrodes.
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